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“机械生物预处理+热盘炉”协同处置生活垃圾在华润水泥大获成功

协同处置 华润 红水河   来源:中国水泥网高级顾问 高长明   更新时间:2016/7/19

核心提示:2016年6月28日,在广西华润红水河水泥厂举行了华润环保工程(宾阳)有限公司协同处置城乡生活垃圾项目的竣工验收仪式。红水河项目开辟了“机械生物预处理+热盘炉焚烧”——“MB+HD, Mechanical Biology+Hotdisc”的全新技术路线。

  2016年6月28日,在广西华润红水河水泥厂举行了华润环保工程(宾阳)有限公司协同处置城乡生活垃圾项目的竣工验收仪式。该项目利用红水河厂2号窑(3700吨/天)协同处置原生垃圾300吨/天,投资主体是华润水泥控股有限公司(以下简称华润水泥),引进丹麦史密斯公司的热盘炉及有关技术装备,中建材(北京)环保工程发展有限公司(以下简称中环保)总承包项目建设。垃圾预处理系统的集成与设备采购由华润水泥和中环保二家负责,热盘炉与窑系统有关部分的设计计算和供货由史密斯公司负责。在中丹三方的密切合作下,该项目建设期历时11个月,于2015年12月8日开始调试运行,经过一个多月的调试,2016年1月中旬进入正常生产。在近半年的生产实践中,该项目的垃圾预处理、热盘炉与窑系统工艺顺畅,持续正常运转,生产平稳。通过专门机构的环境监测,所有环保排放指标均满足项目设定的最严格的欧盟、日本及我国现行的各项有关环保排放标准的要求,完全达到预定目标,实现了水泥窑协同处置生活垃圾的新突破。这主要是源于项目规划、设计与筹建全过程中, 在华润水泥提出的“环境安全、生产可靠、技术先进”的指导准则下,高起点高标准严要求地推进各方面的工作,垃圾预处理与热盘炉两者相辅相成优势互补,中丹三方共同努力精诚合作的硕果。

“机械生物预处理+热盘炉”协同处置生活垃圾在华润水泥大获成功

华润集团董事长傅育宁(左三),华润集团助理总经理、华润水泥董事局主席周龙山(左一),中建材环保工程发展有限公司董事长泥卫东(右一),史密斯集团执行副总裁、全球水泥总裁麦乐平(左二),宾阳县委副书记、副县长、代理县长穆贤清(右二)共同触摸水晶球,标志项目正式竣工投入生产。

  红水河项目开辟了“机械生物预处理+热盘炉焚烧”——“MB+HD, Mechanical Biology+Hotdisc”的全新技术路线。生活垃圾进厂经破(剪)碎、储存、好氧发酵、挤压脱水后经过计量调控由管型皮带机喂入热盘炉。整个垃圾预处理系统完全处于微负压的密闭厂房内,臭气引入窑头篦冷机用作二次风,经燃烧后除臭。在厂房周围人们感觉不到任何异味,空气完全达到《恶臭污染物排放标准》GB14554-91中厂界一级标准要求, 参观平台和通道内达到日本标准要求。为了应对水泥窑的突然停窑事故(这种概率极小),本项目还设置了应急活性炭除臭系统,以备万一之需,而且仍能达到同样的除臭标准要求。

  原生垃圾经破(剪)碎、好氧发酵和脱水产生的渗滤液,是高浓度的有机废水。红水河项目专门设计配置了渗滤液的收集、净化系统,吸取德国先进技术,结合我国实际情况,集成创新了一套预处理、厌氧单元、MBR单元(硝化+反硝化+超滤)、深度处理单元(纳滤+反渗透),以及污泥脱水装备系统。渗滤液净化处理后的出水水质达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB16889-2008中表二的限值。这些净化水均循环用于水泥生产中,实现了废水零排放。但就其水质而言,已可直接进入自然水体。在渗滤液净化工序厂房旁的花草绿地中有一观赏鱼池,其中的养鱼水就来自该净化工序。渗滤液净化过程产生的很少量残渣和浓缩液则直接喷入窑头焚烧处置。

  截止6月底,该项目已实现进厂垃圾61000吨,入窑协同处理垃圾55000吨(含净化处置渗滤液约4500吨)。原生垃圾进厂的水分45~55%,热值1100~1200Kcal/kg。生产中熟料煤耗已经有所降低,随看操作的熟练与提高,熟料煤耗正在逐步下降之中。具体数据待年度盘库后即可得出。粗略估算,与该项目烧垃圾以前相比,每年将减排CO2约1.2万吨;与原先的垃圾填埋方式相比,本项目每年协同处置城乡生活垃圾11万吨,每年可节约土地10亩,减排甲烷气体870万立方米(相当于13万吨二氧化碳),还可避免填埋垃圾对土壌和地下水体形成污染的隐患。项目投产后对周边居民生活没有不利影响,不扰民,乡镇県市政府甚表欢迎。参访考察垃圾预处理车间时可以分享到“一面观察各种设备的操作运转,一面听音乐喝咖啡”的舒适场景。偶而,或许还会碰上红水河厂方领导亲自表演饮用渗滤液净化水的“秀” 。应该强调指出,本人并不欣赏这类“秀”,希望媒体诸君不要热衷于宣染其“秀”,探究其实实在在的社会效益、环境效益和经济效益才是硬道理真功夫!

“机械生物预处理+热盘炉”协同处置生活垃圾在华润水泥大获成功

史密斯公司在中国投入使用的第一台热盘炉

  热盘炉是对垃圾进行干燥、点燃、焚烧的核心设备,该项目是丹麦史密斯公司热盘炉在中国的首次应用,也是热盘炉用于焚烧高水分、低热值的中国城乡生活垃圾的首次工业生产实践。红水河项目半年的生产实践充分证明:1.热盘炉与分解炉结合成一个整体,组成“在线式”废弃物协同处置系统,垃圾燃烧产生的热量100%用于熟料煅烧,整个系统没有冷空气注入,无需热砂或热油循环,没有废气和残渣外排,热损失极少,因而其热效率很高,对煤的替代率也高。2.热盘炉对垃圾和各种废料的适应能力很强,各种形态、大小、轻重、粗细、粘散、块状、膏状、团状、絮状的可燃废料均可单独或混合地喂入热盘炉内燃烧。运行可靠,便于调控。三道阀门的入料口为1200x1200毫米,整个废轮胎有序喂入也不会堵塞,便于水泥厂今后扩展焚烧其它各种可燃废弃物。3.热盘炉的容积较大(75m3),对垃圾的焚烧能力强,潜力大,为今后的提产留有较大的余地。热盘炉对分解炉内物料浓度场、物料与气体的温度场、料流与气流的速度场、混合流体的阻力场的合理分布及其变化具有明显的调配缓冲与稳定功能,使整个系统操作中抵抗料流和热流冲击的功能强,有利于水泥窑的高产稳产,以及熟料质量的稳定与提升。4.垃圾残渣中的无机物成分(Fe、Si、Al、Ca等),用作生成熟料的原料,其余的重金属元素则固化于熟料晶格中,杜绝了水泥混凝土在使用过程中的重金属渗析,确保没有二次污染。5.热盘炉、分解炉和水泥窑组成一个稳定的1050~1500℃的高温区域,物料和气体在该区域中的停留时间很长(气体6~15秒,物料5~20分钟),垃圾或废料燃烧过程中可能产生的任何挥发性有机剧毒污染物PCDD/PCDF均被消解殆尽,可以确保环境安全。其主要污染物的排放数据经专门机构检测的结果是:二噁英0.001~0.0376 ng TEQ/m3,NOx 200~250 mg/m3,SO2 <180 mg/m3,完全符合欧盟以及我国《水泥窑协同处置固体废弃物污染控制标准》GB30485-2013的要求。因为垃圾中含有氨,所以对NOx的排放具有一定的脱硝作用,使其达到250mg/m3以下,这是一项附带的收益。

  根据红水河水泥厂原料、实物煤和垃圾的化学成分的配料计算结果得知,在水泥窑协同处置垃圾300吨/天的情况下,水泥生料中的碱氯硫含量均低于安全值,生产中预热器及管道等处不会产生结皮堵塞;熟料中的氯含量也较低,其对钢筋的腐蚀在允许值以下。因而水泥窑尾无需采用旁路放风设施来排除碱氯硫的循环富集。但是考虑到日后垃圾成分可能发生波动,尤其是今后水泥厂更可能将面临扩展焚烧多种废弃物之需,因而决定设计装备了一套放风5%的旁路系统,基本上足以满足多种烧废情况的需求。现今,该项目在不采用旁路放风时,所生产熟料中的碱氯硫含量平均值分别为0.468%、0.014%和0.368%,完全在我们预计的范围之内。

  该项目之所以在当前并不须要采用旁路放风措施的情况下,却设汁配备了这套系统,这充分体现了华润水泥宽阔前瞻的眼光。参照国际经验,水泥窑协同处置废弃物显然不局限于生活垃圾,我国还有许多工农业废料废渣废油废液或危废有待妥善处置,热盘炉在这方面正有其较大的优势和潜力。即使当前红水河厂正常生产时还用不着旁路放风,但当须要进行其他各种废料拓展性工业试验时,这套旁路放风装置却是必须具备的。所以它并不会闲置太久。

  如果考虑再远一点,那就是含有碱氯硫的旁路窑灰如何高效处置综合利用问题。最近欧美已有两项经济效益较好的工业实践成功的案例,可以将旁路窑灰转化成钾肥或化工原料氯化钠,这对我国水泥行业是一个后示,值得关注。

  红水河项目顺利运行半年以来的生产实践表明,中丹三方共同开发的“机械生物预处理+热盘炉焚烧”(“MB+HD”)水泥窑协同处置生活垃圾的全套技术解决方案,很好地实现了华润水泥当初提出的“环境安全、生产可靠、技术先进”的目标。整个工程项目在高起点高标准的引导与激励下,严格要求实干苦干,最终实现了新的突破,为我国水泥窑协同处置可燃废弃物产业链的发展延伸创造了一个新的典范。

  正如史密斯公司全球水泥业务总裁麦乐平先生在竣工验收仪式上所说,“史密斯热盘炉在全世界水泥厂的应用,自1997年至今已有20多台,协同处置着十多种可燃废弃物用作替代燃料。红水河项目无疑是其中的佼佼者,应该感谢与我们共同努力开发创新的两家中方合作伙伴--华润水泥控股有限公司和中建材(北京)环保工程发展有限公司,特别是华润水泥的精准选择和高瞻远瞩,令人钦佩”。

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